Theorem ege2le3 11814

Description: Euler's constant _e = 2.71828... is bounded by 2 and 3. (Contributed by NM, 20-Mar-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 28-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
erelem1.1	|- F = ( n e. NN |-> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) )
erelem1.2	|- G = ( n e. NN0 |-> ( 1 / ( ! ` n ) ) )

Assertion

Ref	Expression
ege2le3	|- ( 2 <_ _e /\ _e <_ 3 )

Proof of Theorem ege2le3

Dummy variables k y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0nn0 9255	. . . . . . . . 9 |- 0 e. NN0
2		nn0uz 9627	. . . . . . . . 9 |- NN0 = ( ZZ>= ` 0 )
3	1, 2	eleqtri 2268	. . . . . . . 8 |- 0 e. ( ZZ>= ` 0 )
4	3	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( T. -> 0 e. ( ZZ>= ` 0 ) )
5		elnn0uz 9630	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. NN0 <-> k e. ( ZZ>= ` 0 ) )
6	5	biimpri 133	. . . . . . . . 9 |- ( k e. ( ZZ>= ` 0 ) -> k e. NN0 )
7		faccl 10806	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k e. NN0 -> ( ! ` k ) e. NN )
8	7	nnrecred 9029	. . . . . . . . . . 11 |- ( k e. NN0 -> ( 1 / ( ! ` k ) ) e. RR )
9		fveq2 5554	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n = k -> ( ! ` n ) = ( ! ` k ) )
10	9	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = k -> ( 1 / ( ! ` n ) ) = ( 1 / ( ! ` k ) ) )
11		erelem1.2	. . . . . . . . . . . 12 |- G = ( n e. NN0 |-> ( 1 / ( ! ` n ) ) )
12	10, 11	fvmptg 5633	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( k e. NN0 /\ ( 1 / ( ! ` k ) ) e. RR ) -> ( G ` k ) = ( 1 / ( ! ` k ) ) )
13	8, 12	mpdan 421	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. NN0 -> ( G ` k ) = ( 1 / ( ! ` k ) ) )
14	13, 8	eqeltrd 2270	. . . . . . . . 9 |- ( k e. NN0 -> ( G ` k ) e. RR )
15	6, 14	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( k e. ( ZZ>= ` 0 ) -> ( G ` k ) e. RR )
16	15	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. ( ZZ>= ` 0 ) ) -> ( G ` k ) e. RR )
17		readdcl 7998	. . . . . . . 8 |- ( ( k e. RR /\ y e. RR ) -> ( k + y ) e. RR )
18	17	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ ( k e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( k + y ) e. RR )
19	4, 16, 18	seq3p1 10536	. . . . . 6 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` ( 0 + 1 ) ) = ( ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) + ( G ` ( 0 + 1 ) ) ) )
20		0zd 9329	. . . . . . . . 9 |- ( T. -> 0 e. ZZ )
21	20, 16, 18	seq3-1 10533	. . . . . . . 8 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) = ( G ` 0 ) )
22		fveq2 5554	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n = 0 -> ( ! ` n ) = ( ! ` 0 ) )
23		fac0 10799	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ! ` 0 ) = 1
24	22, 23	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = 0 -> ( ! ` n ) = 1 )
25	24	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . 11 |- ( n = 0 -> ( 1 / ( ! ` n ) ) = ( 1 / 1 ) )
26		ax-1cn 7965	. . . . . . . . . . . 12 |- 1 e. CC
27	26	div1i 8759	. . . . . . . . . . 11 |- ( 1 / 1 ) = 1
28	25, 27	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . 10 |- ( n = 0 -> ( 1 / ( ! ` n ) ) = 1 )
29		1ex 8014	. . . . . . . . . 10 |- 1 e. _V
30	28, 11, 29	fvmpt 5634	. . . . . . . . 9 |- ( 0 e. NN0 -> ( G ` 0 ) = 1 )
31	1, 30	mp1i 10	. . . . . . . 8 |- ( T. -> ( G ` 0 ) = 1 )
32	21, 31	eqtrd 2226	. . . . . . 7 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) = 1 )
33		1e0p1 9489	. . . . . . . . 9 |- 1 = ( 0 + 1 )
34	33	fveq2i 5557	. . . . . . . 8 |- ( G ` 1 ) = ( G ` ( 0 + 1 ) )
35		1nn0 9256	. . . . . . . . 9 |- 1 e. NN0
36		fveq2 5554	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n = 1 -> ( ! ` n ) = ( ! ` 1 ) )
37		fac1 10800	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ! ` 1 ) = 1
38	36, 37	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = 1 -> ( ! ` n ) = 1 )
39	38	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . 11 |- ( n = 1 -> ( 1 / ( ! ` n ) ) = ( 1 / 1 ) )
40	39, 27	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . 10 |- ( n = 1 -> ( 1 / ( ! ` n ) ) = 1 )
41	40, 11, 29	fvmpt 5634	. . . . . . . . 9 |- ( 1 e. NN0 -> ( G ` 1 ) = 1 )
42	35, 41	mp1i 10	. . . . . . . 8 |- ( T. -> ( G ` 1 ) = 1 )
43	34, 42	eqtr3id 2240	. . . . . . 7 |- ( T. -> ( G ` ( 0 + 1 ) ) = 1 )
44	32, 43	oveq12d 5936	. . . . . 6 |- ( T. -> ( ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) + ( G ` ( 0 + 1 ) ) ) = ( 1 + 1 ) )
45	19, 44	eqtrd 2226	. . . . 5 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` ( 0 + 1 ) ) = ( 1 + 1 ) )
46	33	fveq2i 5557	. . . . 5 |- ( seq 0 ( + , G ) ` 1 ) = ( seq 0 ( + , G ) ` ( 0 + 1 ) )
47		df-2 9041	. . . . 5 |- 2 = ( 1 + 1 )
48	45, 46, 47	3eqtr4g 2251	. . . 4 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` 1 ) = 2 )
49	35	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 1 e. NN0 )
50		nn0z 9337	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. NN0 -> n e. ZZ )
51		1exp 10639	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. ZZ -> ( 1 ^ n ) = 1 )
52	50, 51	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. NN0 -> ( 1 ^ n ) = 1 )
53	52	oveq1d 5933	. . . . . . . . . 10 |- ( n e. NN0 -> ( ( 1 ^ n ) / ( ! ` n ) ) = ( 1 / ( ! ` n ) ) )
54	53	mpteq2ia 4115	. . . . . . . . 9 |- ( n e. NN0 |-> ( ( 1 ^ n ) / ( ! ` n ) ) ) = ( n e. NN0 |-> ( 1 / ( ! ` n ) ) )
55	11, 54	eqtr4i 2217	. . . . . . . 8 |- G = ( n e. NN0 |-> ( ( 1 ^ n ) / ( ! ` n ) ) )
56	55	efcvg 11809	. . . . . . 7 |- ( 1 e. CC -> seq 0 ( + , G ) ~~> ( exp ` 1 ) )
57	26, 56	mp1i 10	. . . . . 6 |- ( T. -> seq 0 ( + , G ) ~~> ( exp ` 1 ) )
58		df-e 11792	. . . . . 6 |- _e = ( exp ` 1 )
59	57, 58	breqtrrdi 4071	. . . . 5 |- ( T. -> seq 0 ( + , G ) ~~> _e )
60	13	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( G ` k ) = ( 1 / ( ! ` k ) ) )
61	7	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) e. NN )
62	61	nnrecred 9029	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / ( ! ` k ) ) e. RR )
63	60, 62	eqeltrd 2270	. . . . 5 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( G ` k ) e. RR )
64	61	nnred 8995	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) e. RR )
65	61	nngt0d 9026	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> 0 < ( ! ` k ) )
66		1re 8018	. . . . . . . 8 |- 1 e. RR
67		0le1 8500	. . . . . . . 8 |- 0 <_ 1
68		divge0 8892	. . . . . . . 8 |- ( ( ( 1 e. RR /\ 0 <_ 1 ) /\ ( ( ! ` k ) e. RR /\ 0 < ( ! ` k ) ) ) -> 0 <_ ( 1 / ( ! ` k ) ) )
69	66, 67, 68	mpanl12 436	. . . . . . 7 |- ( ( ( ! ` k ) e. RR /\ 0 < ( ! ` k ) ) -> 0 <_ ( 1 / ( ! ` k ) ) )
70	64, 65, 69	syl2anc 411	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> 0 <_ ( 1 / ( ! ` k ) ) )
71	70, 60	breqtrrd 4057	. . . . 5 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> 0 <_ ( G ` k ) )
72	2, 49, 59, 63, 71	climserle 11488	. . . 4 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , G ) ` 1 ) <_ _e )
73	48, 72	eqbrtrrd 4053	. . 3 |- ( T. -> 2 <_ _e )
74	73	mptru 1373	. 2 |- 2 <_ _e
75		nnuz 9628	. . . . . 6 |- NN = ( ZZ>= ` 1 )
76		1zzd 9344	. . . . . 6 |- ( T. -> 1 e. ZZ )
77	1	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( T. -> 0 e. NN0 )
78	63	recnd 8048	. . . . . . . 8 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( G ` k ) e. CC )
79	2, 77, 78, 59	clim2ser 11480	. . . . . . 7 |- ( T. -> seq ( 0 + 1 ) ( + , G ) ~~> ( _e - ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) ) )
80		0p1e1 9096	. . . . . . . 8 |- ( 0 + 1 ) = 1
81		seqeq1 10521	. . . . . . . 8 |- ( ( 0 + 1 ) = 1 -> seq ( 0 + 1 ) ( + , G ) = seq 1 ( + , G ) )
82	80, 81	ax-mp 5	. . . . . . 7 |- seq ( 0 + 1 ) ( + , G ) = seq 1 ( + , G )
83	32	mptru 1373	. . . . . . . 8 |- ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) = 1
84	83	oveq2i 5929	. . . . . . 7 |- ( _e - ( seq 0 ( + , G ) ` 0 ) ) = ( _e - 1 )
85	79, 82, 84	3brtr3g 4062	. . . . . 6 |- ( T. -> seq 1 ( + , G ) ~~> ( _e - 1 ) )
86		2cnd 9055	. . . . . . . 8 |- ( T. -> 2 e. CC )
87		halfre 9195	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( 1 / 2 ) e. RR
88	87	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( k e. NN0 -> ( 1 / 2 ) e. RR )
89		id 19	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( k e. NN0 -> k e. NN0 )
90	88, 89	reexpcld 10761	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( k e. NN0 -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR )
91		oveq2 5926	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( n = k -> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) = ( ( 1 / 2 ) ^ k ) )
92		eqid 2193	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) = ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) )
93	91, 92	fvmptg 5633	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( k e. NN0 /\ ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / 2 ) ^ k ) )
94	90, 93	mpdan 421	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k e. NN0 -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / 2 ) ^ k ) )
95	94	adantl 277	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / 2 ) ^ k ) )
96		simpr 110	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> k e. NN0 )
97		reexpcl 10627	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( 1 / 2 ) e. RR /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR )
98	87, 96, 97	sylancr 414	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR )
99	98	recnd 8048	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. CC )
100	95, 99	eqeltrd 2270	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) e. CC )
101		1lt2 9151	. . . . . . . . . . . . . 14 |- 1 < 2
102		2re 9052	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 2 e. RR
103		0le2 9072	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 0 <_ 2
104		absid 11215	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( 2 e. RR /\ 0 <_ 2 ) -> ( abs ` 2 ) = 2 )
105	102, 103, 104	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( abs ` 2 ) = 2
106	101, 105	breqtrri 4056	. . . . . . . . . . . . 13 |- 1 < ( abs ` 2 )
107	106	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( T. -> 1 < ( abs ` 2 ) )
108	86, 107, 95	georeclim 11656	. . . . . . . . . . 11 |- ( T. -> seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ~~> ( 2 / ( 2 - 1 ) ) )
109		2m1e1 9100	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( 2 - 1 ) = 1
110	109	oveq2i 5929	. . . . . . . . . . . 12 |- ( 2 / ( 2 - 1 ) ) = ( 2 / 1 )
111		2cn 9053	. . . . . . . . . . . . 13 |- 2 e. CC
112	111	div1i 8759	. . . . . . . . . . . 12 |- ( 2 / 1 ) = 2
113	110, 112	eqtri 2214	. . . . . . . . . . 11 |- ( 2 / ( 2 - 1 ) ) = 2
114	108, 113	breqtrdi 4070	. . . . . . . . . 10 |- ( T. -> seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ~~> 2 )
115	2, 77, 100, 114	clim2ser 11480	. . . . . . . . 9 |- ( T. -> seq ( 0 + 1 ) ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ~~> ( 2 - ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) ) )
116		seqeq1 10521	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 0 + 1 ) = 1 -> seq ( 0 + 1 ) ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) = seq 1 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) )
117	80, 116	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 |- seq ( 0 + 1 ) ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) = seq 1 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) )
118	6	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( T. /\ k e. ( ZZ>= ` 0 ) ) -> k e. NN0 )
119	94, 90	eqeltrd 2270	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( k e. NN0 -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) e. RR )
120	118, 119	syl 14	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( T. /\ k e. ( ZZ>= ` 0 ) ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) e. RR )
121	20, 120, 18	seq3-1 10533	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) = ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` 0 ) )
122		halfcn 9196	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( 1 / 2 ) e. CC
123		exp0 10614	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( 1 / 2 ) e. CC -> ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) = 1 )
124	122, 123	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) = 1
125	124, 35	eqeltri 2266	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) e. NN0
126		oveq2 5926	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( n = 0 -> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) = ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) )
127	126, 92	fvmptg 5633	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( 0 e. NN0 /\ ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) e. NN0 ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` 0 ) = ( ( 1 / 2 ) ^ 0 ) )
128	1, 125, 127	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` 0 ) = ( ( 1 / 2 ) ^ 0 )
129	128, 124	eqtri 2214	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` 0 ) = 1
130	121, 129	eqtrdi 2242	. . . . . . . . . . . 12 |- ( T. -> ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) = 1 )
131	130	mptru 1373	. . . . . . . . . . 11 |- ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) = 1
132	131	oveq2i 5929	. . . . . . . . . 10 |- ( 2 - ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) ) = ( 2 - 1 )
133	132, 109	eqtri 2214	. . . . . . . . 9 |- ( 2 - ( seq 0 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ` 0 ) ) = 1
134	115, 117, 133	3brtr3g 4062	. . . . . . . 8 |- ( T. -> seq 1 ( + , ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ) ~~> 1 )
135		nnnn0 9247	. . . . . . . . 9 |- ( k e. NN -> k e. NN0 )
136	135, 100	sylan2 286	. . . . . . . 8 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) e. CC )
137	102	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k e. NN -> 2 e. RR )
138	135, 90	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k e. NN -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR )
139	137, 138	remulcld 8050	. . . . . . . . . . 11 |- ( k e. NN -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) e. RR )
140	91	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = k -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) = ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
141		erelem1.1	. . . . . . . . . . . 12 |- F = ( n e. NN |-> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) )
142	140, 141	fvmptg 5633	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( k e. NN /\ ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) e. RR ) -> ( F ` k ) = ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
143	139, 142	mpdan 421	. . . . . . . . . 10 |- ( k e. NN -> ( F ` k ) = ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
144	143	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( F ` k ) = ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
145	135, 95	sylan2 286	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) = ( ( 1 / 2 ) ^ k ) )
146	145	oveq2d 5934	. . . . . . . . 9 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( 2 x. ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) ) = ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
147	144, 146	eqtr4d 2229	. . . . . . . 8 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( F ` k ) = ( 2 x. ( ( n e. NN0 |-> ( ( 1 / 2 ) ^ n ) ) ` k ) ) )
148	75, 76, 86, 134, 136, 147	isermulc2 11483	. . . . . . 7 |- ( T. -> seq 1 ( + , F ) ~~> ( 2 x. 1 ) )
149		2t1e2 9135	. . . . . . 7 |- ( 2 x. 1 ) = 2
150	148, 149	breqtrdi 4070	. . . . . 6 |- ( T. -> seq 1 ( + , F ) ~~> 2 )
151	135, 63	sylan2 286	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( G ` k ) e. RR )
152		remulcl 8000	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 e. RR /\ ( ( 1 / 2 ) ^ k ) e. RR ) -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) e. RR )
153	102, 98, 152	sylancr 414	. . . . . . . 8 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) e. RR )
154	135, 153	sylan2 286	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) e. RR )
155	144, 154	eqeltrd 2270	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( F ` k ) e. RR )
156		faclbnd2 10813	. . . . . . . . . . 11 |- ( k e. NN0 -> ( ( 2 ^ k ) / 2 ) <_ ( ! ` k ) )
157	156	adantl 277	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( 2 ^ k ) / 2 ) <_ ( ! ` k ) )
158		2nn 9143	. . . . . . . . . . . . . 14 |- 2 e. NN
159		nnexpcl 10623	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( 2 e. NN /\ k e. NN0 ) -> ( 2 ^ k ) e. NN )
160	158, 96, 159	sylancr 414	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 ^ k ) e. NN )
161	160	nnrpd 9760	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 ^ k ) e. RR+ )
162	161	rphalfcld 9775	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( 2 ^ k ) / 2 ) e. RR+ )
163	61	nnrpd 9760	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ! ` k ) e. RR+ )
164	162, 163	lerecd 9782	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( ( 2 ^ k ) / 2 ) <_ ( ! ` k ) <-> ( 1 / ( ! ` k ) ) <_ ( 1 / ( ( 2 ^ k ) / 2 ) ) ) )
165	157, 164	mpbid 147	. . . . . . . . 9 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / ( ! ` k ) ) <_ ( 1 / ( ( 2 ^ k ) / 2 ) ) )
166		2cnd 9055	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> 2 e. CC )
167	160	nncnd 8996	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 ^ k ) e. CC )
168	160	nnap0d 9028	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 ^ k ) # 0 )
169	166, 167, 168	divrecapd 8812	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 / ( 2 ^ k ) ) = ( 2 x. ( 1 / ( 2 ^ k ) ) ) )
170		2ap0 9075	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 # 0
171	170	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> 2 # 0 )
172	167, 166, 168, 171	recdivapd 8826	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / ( ( 2 ^ k ) / 2 ) ) = ( 2 / ( 2 ^ k ) ) )
173		nn0z 9337	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( k e. NN0 -> k e. ZZ )
174	173	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> k e. ZZ )
175	166, 171, 174	exprecapd 10752	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( ( 1 / 2 ) ^ k ) = ( 1 / ( 2 ^ k ) ) )
176	175	oveq2d 5934	. . . . . . . . . 10 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) = ( 2 x. ( 1 / ( 2 ^ k ) ) ) )
177	169, 172, 176	3eqtr4rd 2237	. . . . . . . . 9 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) = ( 1 / ( ( 2 ^ k ) / 2 ) ) )
178	165, 177	breqtrrd 4057	. . . . . . . 8 |- ( ( T. /\ k e. NN0 ) -> ( 1 / ( ! ` k ) ) <_ ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
179	135, 178	sylan2 286	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( 1 / ( ! ` k ) ) <_ ( 2 x. ( ( 1 / 2 ) ^ k ) ) )
180	135, 60	sylan2 286	. . . . . . 7 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( G ` k ) = ( 1 / ( ! ` k ) ) )
181	179, 180, 144	3brtr4d 4061	. . . . . 6 |- ( ( T. /\ k e. NN ) -> ( G ` k ) <_ ( F ` k ) )
182	75, 76, 85, 150, 151, 155, 181	iserle 11485	. . . . 5 |- ( T. -> ( _e - 1 ) <_ 2 )
183	182	mptru 1373	. . . 4 |- ( _e - 1 ) <_ 2
184		ere 11813	. . . . 5 |- _e e. RR
185	184, 66, 102	lesubaddi 8525	. . . 4 |- ( ( _e - 1 ) <_ 2 <-> _e <_ ( 2 + 1 ) )
186	183, 185	mpbi 145	. . 3 |- _e <_ ( 2 + 1 )
187		df-3 9042	. . 3 |- 3 = ( 2 + 1 )
188	186, 187	breqtrri 4056	. 2 |- _e <_ 3
189	74, 188	pm3.2i 272	1 |- ( 2 <_ _e /\ _e <_ 3 )

Syntax hints:   /\ wa 104   = wceq 1364   T. wtru 1365   e. wcel 2164   class class class wbr 4029   |-> cmpt 4090   ` cfv 5254  (class class class)co 5918   CCcc 7870   RRcr 7871   0cc0 7872   1c1 7873   + caddc 7875   x. cmul 7877   < clt 8054   <_ cle 8055   - cmin 8190   # cap 8600   / cdiv 8691   NNcn 8982   2c2 9033   3c3 9034   NN0cn0 9240   ZZcz 9317   ZZ>=cuz 9592   seqcseq 10518   ^cexp 10609   !cfa 10796   abscabs 11141   ~~> cli 11421   expce 11785   _eceu 11786

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990  ax-arch 7991  ax-caucvg 7992

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-if 3558  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-iord 4397  df-on 4399  df-ilim 4400  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-isom 5263  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-irdg 6423  df-frec 6444  df-1o 6469  df-oadd 6473  df-er 6587  df-en 6795  df-dom 6796  df-fin 6797  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-4 9043  df-n0 9241  df-z 9318  df-uz 9593  df-q 9685  df-rp 9720  df-ico 9960  df-fz 10075  df-fzo 10209  df-seqfrec 10519  df-exp 10610  df-fac 10797  df-ihash 10847  df-cj 10986  df-re 10987  df-im 10988  df-rsqrt 11142  df-abs 11143  df-clim 11422  df-sumdc 11497  df-ef 11791  df-e 11792

This theorem is referenced by:  egt2lt3  11923